KR20040039379A - Thermoconductive composition - Google Patents
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Abstract
왁스를 함유하는 열전도성 조성물에서, 실질적으로 구형인 질화붕소를 충전제로 첨가한다. 실질적으로 구형인 질화붕소의 평균 입도는 바람직하게는 20 내지 100 ㎛이고, 충전율은 바람직하게는 10 내지 30 부피%이다.In the thermally conductive composition containing the wax, substantially spherical boron nitride is added as filler. The average particle size of the substantially spherical boron nitride is preferably 20 to 100 mu m, and the filling rate is preferably 10 to 30 vol%.
Description
근래, 발열체로부터 열을 제거하는 것이 여러 분야에서 중요한 문제가 되고 있다. 특히, 예를 들면 전자 장치 및 개인용 컴퓨터 등의 각종 장치에 내장되어 있는 발열성 전자 부품 (예를 들면, IC 칩)이나 다른 부품 (이하, "발열성 부품"이라고 총칭함)으로부터 열을 제거하는 것이 중요한 문제가 되고 있다. 이는 여러 가지 발열성 부품의 온도가 상승함에 따라, 부품의 오작동 확률이 지수 함수적으로 증가하는 경향이 있기 때문이다. 보다 최근에는, 발열성 부품이 더욱 소형화되고 처리 속도가 고속화됨에 따라, 발열성 부품에 대한 요구 사항이 더욱 엄격해지고 있다.In recent years, removing heat from heating elements has become an important problem in many fields. In particular, heat is removed from heat generating electronic components (for example, IC chips) or other components (hereinafter collectively referred to as "heat generating components") built in various devices such as, for example, electronic devices and personal computers. It is becoming an important issue. This is because, as the temperature of various heat generating parts rises, the probability of malfunction of the parts tends to increase exponentially. More recently, as heat generating parts have become smaller and processing speeds become higher, requirements for heat generating parts have become more stringent.
현재, 발열성 부품으로부터 발생하여 축적된 열을 방출시키기 위해, 예를 들어 히트 싱크, 방열 핀, 금속 방열판 등의 방열체가 발열성 부품에 장착된다. 또한, 열전도성 재료 또는 시트를 전열 매체로서 작용시키기 위해 여러 가지 열전도성 재료 또는 시트를 발열성 부품과 방열체 사이에 전열 간격판으로 사용하고 있다.At present, in order to release the heat accumulated and generated from the heat generating parts, for example, heat sinks such as heat sinks, heat radiation fins, and metal heat sinks are mounted on the heat generating parts. In addition, various thermally conductive materials or sheets are used as heat transfer spacers between the heat generating parts and the heat sinks in order to act as the thermally conductive material or sheet.
예를 들어, 열전도성 충전제를 함유한 그리스는 열저항이 극히 낮아서, 통상 열전도성 재료로 사용되어 왔다. 그리스 자체는 뛰어난 열전도성을 발휘하지만, 그리스가 액체이므로 발열성 부품과 방열체 사이에 배치시 시간이 오래 걸리고 많은 수고가 요구된다. 따라서, 그리스는 취급성이 나쁠 뿐만 아니라, 주변 오염 또는 일정한 양의 코팅이 곤란하다는 문제점을 갖고 있다.For example, greases containing thermally conductive fillers have extremely low thermal resistance and have been commonly used as thermally conductive materials. The grease itself exhibits excellent thermal conductivity, but since the grease is a liquid, it takes a long time and requires a lot of effort when it is placed between the heating element and the heat sink. Therefore, grease has not only poor handleability, but also has a problem of difficulty in surrounding contamination or coating of a certain amount.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 열전도성 재료를 시트 형태로 형성하여 얻어지는 열전도성 시트가 제안되었다. 열전도율이 높은 충전제를 고도로 충전하여 종래의 열전도성 시트의 열전도율을 높인다. 예를 들면, 유럽 특허 공개 제0322165호 또는 일본 특허 공개 제11-26661호에는 충전제로서 입도가 큰 질화붕소를 30 내지 60 부피%의 높은 충전율로 충전한 열전도성 시트를 기재하고 있다. 그러나, 이러한 시트는 충전제를 고도로 충전하고 있고 결합제가 열경화성 수지 또는 엘라스토머이므로, 기기 내로 병합시 압축 반발력이 크다는 문제가 있다. 또한, 이 시트는 기계적 강도의 제한에 의해 초기 두께를 300 내지 500 ㎛ 이하로 할 수 없고, 기기 내로 병합된 시트의 두께도 압축 반발력이 크기 때문에 200 내지 300 ㎛ 이하로 할 수 없다. 따라서, 병합 후 두께를 수십 ㎛까지 감소시킬 수 있는 그리스와 비교하여 이 시트의 열저항은 지극히 크다.In order to solve this problem, a thermally conductive sheet obtained by forming a thermally conductive material in the form of a sheet has been proposed. High thermal conductivity fillers are highly charged to increase the thermal conductivity of conventional thermally conductive sheets. For example, European Patent Publication No. 0322165 or Japanese Patent Application Publication No. 11-26661 describes a thermally conductive sheet filled with boron nitride having a large particle size at a high filling rate of 30 to 60% by volume as a filler. However, these sheets are highly filled with fillers and the binder is a thermosetting resin or elastomer, so there is a problem that the compressive repulsion force is great when incorporated into the device. In addition, the sheet cannot be made to have an initial thickness of 300 to 500 µm or less due to the limitation of mechanical strength, and the thickness of the sheet incorporated into the apparatus also cannot be set to 200 to 300 µm or less because of its large compression repulsion force. Therefore, the thermal resistance of this sheet is extremely large compared to grease that can reduce the thickness after merging to several tens of micrometers.
반면, 가열 중 왁스가 용융되고 상변화한 후 시트의 두께가 감소하여 최종 열저항이 그리스의 열저항과 유사하게 저하되기 때문에, 결합제로 왁스를 사용하는 상변화형 열전도성 시트는 방열 성능이 높고 취급성이 뛰어난 열전도성 시트이다. 예를 들어, 일본 국제 특허 공개 제2000-509209호에는 평균 입도 7 내지 10 ㎛의판상 질화붕소 및 왁스를 포함하는 열전도성 시트가 기재되어 있다. 이 열전도성 시트에서, 충전제가 판상이고 결합제가 유동성을 가지므로, 상변화 후의 시트 두께는 50 내지 100 ㎛로 감소하고, 최종 열저항은 그리스의 열저항과 유사하게 저하된다. 그러나, 판상 질화붕소는 면 방향의 열전도율이 두께 방향의 열전도율보다 약 20배 이상이라는 이방성을 갖고, 상기 판상 질화붕소가 시트로 형성되는 경우, 판상 결정이 시트의 면 방향으로 배향하고 있기 때문에, 시트의 두께 방향의 열전도율이 낮고 상변화 전의 초기 열저항이 지극히 높다. 그 결과, 장치의 기동을 검사하기 위해 처음 전원 충전시 상기 시트 내로 병합한 발열성 부품이 지나치게 과열함으로 인해 가동 정지 프로그램이 기동하여, 부품이 냉각될 때까지 기다려야 하는 시간 손실을 야기한다.On the other hand, the phase change type thermally conductive sheet using wax as a binder has high heat dissipation performance because the thickness of the sheet decreases after the melting of the wax and the phase change during heating causes the final thermal resistance to be similar to that of the grease. It is a thermally conductive sheet excellent in handleability. For example, JP 2000-509209 A describes a thermally conductive sheet containing plate-like boron nitride and wax having an average particle size of 7 to 10 μm. In this thermally conductive sheet, since the filler is plate-like and the binder is fluid, the sheet thickness after the phase change is reduced to 50 to 100 mu m, and the final thermal resistance is lowered similarly to the thermal resistance of grease. However, the plate-like boron nitride has anisotropy that the thermal conductivity in the plane direction is about 20 times or more than the thermal conductivity in the thickness direction, and when the plate-like boron nitride is formed into a sheet, since the plate crystal is oriented in the plane direction of the sheet, The thermal conductivity in the thickness direction is low and the initial thermal resistance before the phase change is extremely high. As a result, the start-up program is started due to excessive overheating of the heat generating parts merged into the sheet during the initial power charging to check the starting of the device, causing a loss of time to wait for the parts to cool down.
<발명이 해결하고자 하는 과제>Problems to be Solved by the Invention
본 발명은 상기 문제점을 해결하고 특히, 장치 기동시 초기 열저항을 감소시킬 수 있는 열전도성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the above problems and, in particular, to provide a thermally conductive composition capable of reducing initial thermal resistance upon device startup.
<과제를 해결하기 위한 수단>Means for solving the problem
본 발명에 따라, 상기 목적은 왁스 및 실질적으로 구형인 질화붕소를 포함하는 열전도성 조성물에 의해 달성될 수 있다. 열전도성 충전제로서 실질적으로 구형인 질화붕소를 혼입시킴으로써, 열전도성 시트는 판상 질화붕소 입자를 사용하는 경우의 열전도율보다 시트의 두께 방향의 열전도율이 현격히 높아지고, 상변화 전의 초기 열저항을 감소시킬 수 있다.According to the invention, this object can be achieved by a thermally conductive composition comprising a wax and substantially spherical boron nitride. By incorporating substantially spherical boron nitride as the thermally conductive filler, the thermally conductive sheet can have a significantly higher thermal conductivity in the thickness direction of the sheet than the thermal conductivity when using plate-like boron nitride particles, and reduce the initial thermal resistance before the phase change. .
본 발명은 열전도성 조성물, 더 구체적으로는 CPU 등의 발열성 전자 부품에 밀착시켜 열을 외부로 방출시키는 데 유용한 열전도성 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a thermally conductive composition, and more particularly, to a thermally conductive composition useful for dissipating heat to the outside by being in close contact with a heat generating electronic component such as a CPU.
본 발명의 열전도성 조성물은 필수 성분으로 왁스 및 실질적으로 구형인 질화붕소를 함유한다. 왁스는 특별히 제한되지 않으며, 천연 왁스, 합성 왁스 또는 혼합 왁스를 사용할 수 있다. 천연 왁스의 예에는 칸데릴라 왁스, 카나우바 왁스, 라이스 왁스, 목랍 및 호호바 오일 등의 식물성 왁스류; 밀랍, 라놀린 및 경랍 등의 동물성 왁스류; 몬탄 왁스, 지랍 및 세레신 등의 광물성 왁스류; 파라핀 왁스, 미소결정성 왁스 및 페트롤락탐 등의 석유 왁스류가 포함된다. 합성 왁스의 예에는 피셔-트롭쉬 (Fischer-Tropsch) 왁스 및 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 탄화수소류; 몬탄 왁스 유도체, 파라핀 왁스 유도체 및 미소결정성 왁스 유도체 등의 변성 왁스류; 수소화된 피마자유 및 수소화된 피마자유의 유도체 등의 수소화 왁스류; 지방산류, 산 아미드류, 에스테르류, 케톤류, 및 12-히드록시 스테아르산, 스테아르산 아미드, 무수 프탈산 이미드 및 염화 탄화수소 등의 다른 왁스류가 포함된다. 이 왁스의 융점은 바람직하게는 30 ℃ 내지 150 ℃, 더욱 바람직하게는 40 ℃ 내지 80 ℃이다.The thermally conductive composition of the present invention contains wax and substantially spherical boron nitride as essential components. The wax is not particularly limited, and natural waxes, synthetic waxes or mixed waxes can be used. Examples of natural waxes include vegetable waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, wax and jojoba oil; Animal waxes such as beeswax, lanolin and sperm; Mineral waxes such as montan wax, wax and ceresin; Petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax and petrolactam. Examples of synthetic waxes include synthetic hydrocarbons such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax; Modified waxes such as montan wax derivatives, paraffin wax derivatives and microcrystalline wax derivatives; Hydrogenated waxes such as hydrogenated castor oil and derivatives of hydrogenated castor oil; Fatty acids, acid amides, esters, ketones, and other waxes such as 12-hydroxy stearic acid, stearic acid amide, phthalic anhydride and chlorinated hydrocarbons. Melting | fusing point of this wax becomes like this. Preferably it is 30 degreeC-150 degreeC, More preferably, it is 40 degreeC-80 degreeC.
실질적으로 구형인 질화붕소는 예를 들어, 질화붕소의 일차 결정을 분무법 등을 사용하여 과립화한 후 얻어진 입자를 소결시키거나 또는 소결-성형 블록을 제조하고 그 블록을 분쇄하여 얻을 수 있다. 본 발명에 사용되는 상기 질화붕소는 실질적으로 구형이며, 종횡비가 1 내지 5인 입자를 포함하고, 추가로 타원형 입자를 포함한다. 질화붕소가 판상이고 이 질화붕소를 함유하는 열전도성 조성물로 형성된 시트가 상기한 바와 같이 발열성 부품과 방열체 사이에 배치되는 경우, 질화붕소가 시트의 면 방향으로 배향하므로 시트의 두께 방향으로는 충분히 높은 열전도성을 발휘할 수 없다. 반면, 질화붕소를 구형으로 하는 경우, 시트의 두께 방향의 열전도율이 증가할 수 있고, 특히 상변화 전의 초기 열저항이 감소될 수 있다.Substantially spherical boron nitride can be obtained, for example, by granulating the primary crystals of boron nitride using a spraying method or the like to sinter the obtained particles or to prepare a sinter-molded block and to crush the block. The boron nitride used in the present invention is substantially spherical, includes particles having an aspect ratio of 1 to 5, and further includes elliptical particles. When boron nitride is plate-shaped and the sheet formed of the thermally conductive composition containing boron nitride is disposed between the heat-generating component and the heat sink as described above, the boron nitride is oriented in the plane direction of the sheet, so that in the thickness direction of the sheet It is not possible to exert sufficiently high thermal conductivity. On the other hand, when the boron nitride is spherical, the thermal conductivity in the thickness direction of the sheet can increase, and in particular, the initial thermal resistance before the phase change can be reduced.
이러한 실질적으로 구형인 질화붕소의 평균 입도는 바람직하게는 20 내지 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 ㎛이다. 사용된 질화붕소 입자의 평균 입도가 20 ㎛ 미만인 경우, 두께 방향의 열전도율이 저하되고, 입자의 평균 입도가 100 ㎛ 초과인 경우, 상변화 후의 열전도성 시트의 두께를 거의 감소시킬 수 없고 간혹 최종 열저항이 높아진다. 실질적으로 구형인 질화붕소의 충전율은 전체 열전도성 조성물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 30 부피%이다. 충전율이 10 부피% 미만인 경우, 충분히 높은 열전도성을 거의 얻을 수 없으며, 반대로 30 부피% 초과인 경우, 상변화 후의 열전도성 시트의 두께를 거의 감소시킬 수 없고 간혹 최종 열저항이 높아진다.The average particle size of such substantially spherical boron nitride is preferably 20 to 100 m, more preferably 30 to 60 m. When the average particle size of the boron nitride particles used is less than 20 μm, the thermal conductivity in the thickness direction is lowered. When the average particle size of the particles is more than 100 μm, the thickness of the thermally conductive sheet after the phase change can hardly be reduced, and sometimes the final heat Resistance increases. The filling rate of the substantially spherical boron nitride is preferably 10 to 30% by volume based on the total thermally conductive composition. When the filling rate is less than 10% by volume, a sufficiently high thermal conductivity can hardly be obtained. On the contrary, when the filling rate is higher than 30% by volume, the thickness of the thermally conductive sheet after the phase change can hardly be reduced, and sometimes the final thermal resistance is high.
본 발명의 열전도성 조성물은, 상기의 왁스 및 실질적으로 구형인 질화붕소 이외에, 하기 화학식 I로 표시되는 화합물을 함유할 수 있다.The heat conductive composition of this invention can contain the compound represented by following formula (I) other than said wax and substantially spherical boron nitride.
상기 식 중, R1및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 100 내지 100,000의 값을 나타낸다. 화학식 I로 표시되는 화합물에서, R1및 R2는 모두 메틸기인 것이 바람직하다. 즉, 화학식 I로 표시되는 화합물은 바람직하게는 폴리이소부틸렌이다. 반복 단위의 개수 n은 100 내지 100,000이고 분자량은 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000, 더욱 바람직하게는 30,000 내지 60,000이다. 화학식 I로 표시되는 화합물의 배합량은 왁스 100 중량부당 10 내지 1,000 중량부, 바람직하게는 20 내지 100 중량부이다.In said formula, R <1> and R <2> is a C1-C3 alkyl group each independently, n shows the value of 100-100,000. In the compound represented by the formula (I), R 1 and R 2 are preferably both methyl groups. That is, the compound represented by the formula (I) is preferably polyisobutylene. The number n of repeating units is 100 to 100,000 and the molecular weight is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 30,000 to 60,000. The compounding amount of the compound represented by the formula (I) is 10 to 1,000 parts by weight, preferably 20 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of the wax.
화학식 I의 화합물은 실온 이상의 유동점 (JIS K 2269로 규정됨)을 갖는 액체 중합체이다. 화학식 I로 표시되는 화합물을 함유하는 열전도성 조성물은 탄성 성분을 포함하지 않고, 용해시 유동성이 우수하며, 매우 탁월한 방열 특성을 발휘하고, 과도한 점착을 발생시키지 않으며, 시트의 취성이 개선된 동시에 높은 강도를 갖는 시트를 제공하고, 현저하게 우수한 취급성을 확보한다.Compounds of formula I are liquid polymers having a pour point above room temperature (as defined by JIS K 2269). The thermally conductive composition containing the compound represented by the formula (I) does not contain an elastic component, has excellent fluidity upon dissolution, exhibits excellent heat dissipation properties, does not cause excessive adhesion, and improves brittleness of the sheet, A sheet having strength is provided, and remarkably excellent handleability is ensured.
본 발명의 열전도성 조성물은 화학식 I로 표시되는 화합물에 추가로 연화제를 함유할 수 있다. 연화제를 첨가하여 열전도성 조성물의 유동성을 증가시킬 수 있고, 발열성 부품과 방열체 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있으며, 열전도성을 한층 더 상승시킬 수 있다. 사용될 수 있는 연화제의 예에는 왁스와 상용성인 식물성 연화제, 광물성 연화제 및 합성 가소제가 포함된다. 사용될 수 있는 식물성 연화제의 예에는 면실유, 아마인유 및 유채유가 포함된다. 사용될 수 있는 광물성 연화제의 예에는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일 및 방향족계 오일이 포함된다. 사용될 수 있는 합성 가소제의 예에는 디옥틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 아디페이트, 이소데실 아디페이트, 디옥틸 세바케이트 및 디부틸 세바케이트가 포함된다. 이들 중에서, 나프텐계 오일 및 파라핀계 오일이 바람직하다. 연화제의 배합량은 왁스 100 중량부당 1,000 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하이다.The thermally conductive composition of the present invention may further contain a softener in addition to the compound represented by the formula (I). By adding a softener, the fluidity of the thermally conductive composition can be increased, the adhesion between the heat generating component and the heat sink can be improved, and the thermal conductivity can be further increased. Examples of softeners that may be used include vegetable softeners, mineral softeners and synthetic plasticizers that are compatible with waxes. Examples of vegetable softeners that may be used include cottonseed oil, linseed oil and rapeseed oil. Examples of mineral softeners that may be used include paraffinic oils, naphthenic oils and aromatic oils. Examples of synthetic plasticizers that can be used include dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl adipate, isodecyl adipate, dioctyl sebacate and dibutyl sebacate. Among these, naphthenic oil and paraffinic oil are preferable. The blending amount of the softener is 1,000 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less per 100 parts by weight of the wax.
상기 성분 이외에, 고분자 화학에서 상용되는 각종 첨가제를 본 발명의 열전도성 조성물에 첨가할 수 있다. 예를 들면, 형성된 시트의 점착성을 조절하기 위해 점착성 부여제 및 가소제 등을 첨가할 수 있고, 내열성을 상승시키기 위해 난연제 및 산화 방지제를 첨가할 수 있다. 첨가제의 다른 예에는 개질제, 열안정제 및 착색제가 포함된다. 또한, 상기의 실질적으로 구형인 질화붕소를 실란 커플링제 등의 표면 처리제로 예비 처리할 수 있다.In addition to the above components, various additives commonly used in polymer chemistry may be added to the thermally conductive composition of the present invention. For example, a tackifier, a plasticizer, etc. can be added in order to adjust the adhesiveness of the formed sheet, and a flame retardant and antioxidant can be added in order to raise heat resistance. Other examples of additives include modifiers, heat stabilizers and colorants. Moreover, said substantially spherical boron nitride can be pretreated with surface treating agents, such as a silane coupling agent.
본 발명의 열전도성 조성물은 상기의 각 성분을 소정량 혼합하여 제조할 수 있다. 열전도성 조성물은 해당 분야에 공지된 방법에 의해 시트 또는 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 왁스, 실질적으로 구형인 질화붕소, 화학식 I로 표시되는 목적하는 화합물 및 연화제 등을 열혼합기 중에서 혼련하고, 이 혼련물을 핫멜트 코팅에 의한 라이너와 같이 코팅하여 시트로 형성한다. 또는, 상기 성분을 적절한 용매로 희석시키고 혼합기 중에 혼합한 후, 그 혼합물을 용매 캐스팅법에 의해 라이너상에 코팅하여 시트로 형성한다.The heat conductive composition of this invention can be manufactured by mixing a predetermined amount of said each component. The thermally conductive composition can be formed into a sheet or film by methods known in the art. For example, wax, substantially spherical boron nitride, a desired compound represented by the formula (I), a softener and the like are kneaded in a heat mixer, and the kneaded material is coated like a liner by hot melt coating to form a sheet. Alternatively, the components are diluted with a suitable solvent and mixed in a mixer, and then the mixture is coated on a liner by solvent casting to form a sheet.
시트는 그 사용 목적 또는 그 적용 부위에 따라 여러 가지 두께로 형성될 수 있지만, 통상 가능한 한 얇은 것이 바람직하고, 바람직하게는 0.02 내지 2.0 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 ㎜이다. 이 두께가 0.02 ㎜미만인 경우, 발열성 부품과 방열체 사이에 충분히 높은 접착 강도를 얻을 수 없어 만족스러운 방열 특성을 얻을 수 없는 반면, 그 두께가 2.0 ㎜ 초과인 경우, 발열성 부품과 방열체의 고정 면적으로부터의 압출이 증가하여 주변에 불필요하게 접착하게 된다.The sheet may be formed in various thicknesses depending on the purpose of use or the site of application thereof, but is generally as thin as possible, preferably 0.02 to 2.0 mm, more preferably 0.1 to 0.5 mm. If the thickness is less than 0.02 mm, a sufficiently high adhesive strength cannot be obtained between the heat generating part and the heat sink, so that satisfactory heat dissipation characteristics cannot be obtained. Extrusion from the fixed area is increased, causing unnecessary adhesion to the surroundings.
이렇게 형성된 시트를 그대로 전열 수단으로 사용할 수 있다. 그러나, 원하는 경우, 이 시트를 적절한 기판과 조합하여 사용할 수 있다. 적절한 기판의 예에는 플라스틱 필름, 직포, 부직포 및 금속박이 포함된다. 직포 및 부직포의 예로는 유리, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 나일론, 탄소, 세라믹 등의 섬유, 또는 상기 섬유들을 금속 코팅한 섬유로 이루어지는 직포 및 부직포를 들 수 있다. 기판은 시트 표면층 또는 그 중간층에 위치할 수 있다.The sheet thus formed can be used as it is as a heat transfer means. However, if desired, this sheet can be used in combination with a suitable substrate. Examples of suitable substrates include plastic films, wovens, nonwovens, and metal foils. Examples of the woven fabric and the nonwoven fabric include woven fabric and nonwoven fabric made of glass, polyester, polyolefin, nylon, carbon, ceramic, and the like, or fibers coated with the metal. The substrate may be located at the sheet surface layer or at an intermediate layer thereof.
이 시트는 상온에서 고체이므로 발열성 부품과 방열체 사이에 삽입하여 사용할 수 있으며, 액체 그리스를 사용하는 경우와 비교해 취급성이 뛰어나다. 발열성 부품이 활성화되는 경우, 삽입된 시트는 발열성 부품의 열에 의해 연화되어 상변화를 일으키고, 발열성 부품과 방열체 사이의 간극을 채운다. 또한, 발열성 부품과 방열체 사이의 공간 두께가 상당히 얇아지기 때문에, 열저항값을 대단히 감소시킬 수 있다. 따라서, 이 시트를 구성하는 열전도성 조성물의 연화점은 바람직하게는 30 ℃ 내지 150 ℃, 더욱 바람직하게는 40 ℃ 내지 100 ℃이다. 연화점은 구성 성분의 종류 및 양에 따라 임의로 선택할 수 있다.Since this sheet is solid at room temperature, it can be inserted between the heat generating parts and the heat sink, and has excellent handleability compared to the case of using liquid grease. When the heat generating component is activated, the inserted sheet is softened by the heat of the heat generating component to cause a phase change, and fills the gap between the heat generating component and the heat sink. In addition, since the thickness of the space between the heat generating component and the heat sink becomes considerably thin, the thermal resistance value can be greatly reduced. Therefore, the softening point of the heat conductive composition which comprises this sheet becomes like this. Preferably it is 30 degreeC-150 degreeC, More preferably, it is 40 degreeC-100 degreeC. The softening point can be arbitrarily selected according to the type and amount of the constituents.
또한, 화학식 I로 표시되는 화합물을 소정량 함유하는 이 시트는 왁스를 사용한 종래의 시트와 비교하여 인장 강도 및 굽힘 강도 등의 시트 강도가 뛰어나고, 사용시 시트가 찢어지거나 균열되는 등의 문제 없이 사용할 수 있다.In addition, this sheet, which contains a predetermined amount of the compound represented by the formula (I), has superior sheet strength such as tensile strength and bending strength as compared to conventional sheets using wax, and can be used without problems such as tearing or cracking of the sheet during use. have.
실시예 1Example 1
융점 54 ℃의 파라핀 왁스 75 중량부, 분자량 40,000의 폴리이소부틸렌 25중량부를 포함하는 결합제 85 부피% 및 충전제로 평균 입도 50 ㎛의 실질적으로 구형인 질화붕소 응집체 (미즈시마 고낀 데쯔사 (Mizushima Gokin Tetsu) 제조) 15 부피%를 80 ℃에서 균일하게 혼련한 후, 이 혼련물을 상부 라이너와 하부 라이너 사이에 삽입하고 80 ℃에서 캘린더링하여 두께 0.25 ㎜의 열전도성 시트를 얻었다.Substantially spherical boron nitride agglomerates (Mizushima Gokin Tetsu Co., Ltd.) of 85 parts by weight of a binder containing 75 parts by weight of a paraffin wax having a melting point of 54 ° C., 25 parts by weight of polyisobutylene having a molecular weight of 40,000, and an average particle size of 50 μm with a filler (Mizushima Gokin Tetsu ) 15% by volume was uniformly kneaded at 80 ° C., and then the kneaded product was inserted between the upper liner and the lower liner and calendered at 80 ° C. to obtain a thermally conductive sheet having a thickness of 0.25 mm.
실시예 2Example 2
충전제로 평균 입도 20 ㎛의 실질적으로 구형인 질화붕소 응집체 (PT620, 어드밴스드 세라믹스사 (Advanced Ceramics) 제조)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that a substantially spherical boron nitride agglomerate (PT620, manufactured by Advanced Ceramics) having an average particle size of 20 µm was used as the filler.
실시예 3Example 3
충전제로 평균 입도 100 ㎛의 실질적으로 구형인 질화붕소 응집체 (어드밴스드 세라믹스사 제조의 PT670을 분급하여 얻음)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that a substantially spherical boron nitride agglomerate (obtained by classifying PT670 manufactured by Advanced Ceramics Co., Ltd.) was used as a filler.
실시예 4Example 4
충전제의 충전율을 25 부피%로 변경한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that the filling rate of the filler was changed to 25% by volume.
비교예 1Comparative Example 1
충전제로 평균 입도 200 내지 300 ㎛의 실질적으로 구형인 질화붕소 응집체 (PT670, 어드밴스드 세라믹스사 제조)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다. 얻어진 시트의 두께는 0.35 ㎜였다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that a substantially spherical boron nitride agglomerate (PT670, manufactured by Advanced Ceramics Co., Ltd.) having an average particle size of 200 to 300 µm was used as the filler. The thickness of the obtained sheet was 0.35 mm.
비교예 2Comparative Example 2
충전제로 평균 입도 10 ㎛의 판상 질화붕소 (HP-1, 미즈시마 고낀 데쯔사 제조)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that plate-like boron nitride (HP-1, manufactured by Mizushima Kohden Co., Ltd.) having an average particle size of 10 µm was used as the filler.
비교예 3Comparative Example 3
충전제로 평균 입도 45 ㎛의 판상 질화붕소 (PT110, 어드밴스드 세라믹스사 제조)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that a plate-like boron nitride (PT110, manufactured by Advanced Ceramics Co., Ltd.) having an average particle size of 45 µm was used as the filler.
비교예 4Comparative Example 4
충전제로 평균 입도 40 ㎛의 실질적으로 구형인 알루미나 (CBA40, 쇼와 덴꼬 가부시끼 가이샤 (Showa Denko K.K.) 제조)를 사용하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that a substantially spherical alumina (CBA40, manufactured by Showa Denko K.K.) having an average particle size of 40 µm was used as the filler.
비교예 5Comparative Example 5
충전제의 충전율을 5 부피%로 변경한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that the filling rate of the filler was changed to 5% by volume.
비교예 6Comparative Example 6
충전제의 충전율을 35 부피%로 변경한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Example 1, except that the filling rate of the filler was changed to 35% by volume.
비교예 7Comparative Example 7
충전제의 충전율을 25 부피%로 변경한 것을 제외하면, 비교예 2와 동일한 방법으로 열전도성 시트를 제조했다.A thermally conductive sheet was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the filling rate of the filler was changed to 25% by volume.
<열전도성 시트의 특성 평가><Evaluation of Properties of Thermally Conductive Sheets>
상기와 같이 제조한 열전도성 시트를 각각 10 ㎜ ×11 ㎜의 크기로 자르고 라이너로부터 박리한 후, 발열 저항체와 냉각 알루미늄판 사이에 삽입하고 발열 저항체에 20 W의 전력을 인가했다. 전력 인가 30초 후 및 30분 경과 후, 발열 저항체의 온도 (T1) 및 알루미늄판의 온도 (T2)를 측정하여 하기 수학식 1에 따라 열저항값을 산출하였다. 30초 후의 열저항을 초기 열저항이라 칭하고, 30 분후의 열저항을 최종 열저항이라 칭하였다.The thermally conductive sheets prepared as described above were cut to a size of 10 mm x 11 mm and peeled from the liner, respectively, inserted between the heat generating resistor and the cooling aluminum plate, and 20 W of power was applied to the heat generating resistor. After 30 seconds and 30 minutes after the power application, the temperature (T1) of the heat generating resistor and the temperature (T2) of the aluminum plate were measured, and the thermal resistance value was calculated according to the following equation (1). The heat resistance after 30 seconds was called initial heat resistance, and the heat resistance after 30 minutes was called final heat resistance.
얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다. 참조예로서, 열전도성 시트 대신 열전도율 1.6 W/mK의 열전도성 그리스 (SE4490CV, 다우 코닝 도레이 실리콘사 (Dow Corning Toray Silicone Co.) 제조)를 사용하여 유사하게 열저항을 측정했다.The results obtained are shown in Table 1 below. As a reference example, the thermal resistance was similarly measured using thermally conductive grease (SE4490CV, manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co.) with a thermal conductivity of 1.6 W / mK instead of the thermally conductive sheet.
상기의 결과로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성된 열전도성 시트는 초기 열저항 및 최종 열저항을 모두 저하시킬 수 있고, 특히 판상 충전제를 사용하는 경우와 비교하여 초기 열저항을 현저히 저하시킬 수 있다.As will be apparent from the above results, the thermally conductive sheet formed by using the composition of the present invention can lower both the initial thermal resistance and the final thermal resistance, and in particular, the initial thermal resistance is remarkably compared with the case of using a plate-shaped filler. Can be reduced.
열전도성 조성물의 충전제로서 실질적으로 구형인 질화붕소를 사용함으로써, 이 조성물로부터 형성된 열전도성 시트의 열전도율을 상승시킬 수 있고, 특히 상변화 전의 초기 열저항을 상당히 저하시킬 수 있다.By using substantially spherical boron nitride as a filler of the thermally conductive composition, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet formed from the composition can be increased, and in particular, the initial thermal resistance before the phase change can be significantly reduced.
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